自动调节讲座

第一讲自动调节名词解释1.调节——为使表征生产设备正常运行的物理量保持在规定值而进行的操作。2.自动调节——在生产过程中，为了保证被调量恒定或在某一规定范围内变动，采用自动装置来代替运行人员的操作，这个由自动装置进行的操作过程叫做自动调节。3.调节过程——指自动调节系统中，被调量随时间变化的过程。4.调节规律——指在调节过程中调节器的输入信号与调节器输出信号之间的运算关系。5.调节对象——任何一个调节系统，总有一个或几个被调量，被调量所在的生产设备的局部或全部叫做调节对象。6.被调量——指表征生产工艺设备运行情况是否正常而需要加以调节维持的物理量。7.比例带——调节器输出量和输入量的相对变化量之比的百分数。8.过度过程时间——从扰动发生起到被调参数又重新趋于稳定并建立新的平衡状态为止的这段时间。9.积分时间——指积分作用形成的输出变化值等于引起该变化的输入的阶跃值时所需的时间。10.飞升时间——指在阶跃信号作用下，被调量以最大飞升速度达到稳态值所需的时间。11.过渡过程——自动调节系统被调量随时间变化的动态过程。12.过度过程的振荡周期——指过渡过程曲线从第一个波峰至第三个波峰之间的时间。13.过渡过程曲线——在过度过程中，被调量随时间变化的曲线，叫过度过程曲线。14.调节机构——用来改变进入调节对象的物质或能量的装置。15.调节阀特性——当调节阀门前后差压一定时，介质的相对流量(实际流量和额定流量之比)和阀门开度之间的关系。16.给定值——根据生产过程的要求，规定被调量应达到并保持的数值。17.反馈——将输出量的全部或一部分信号返回到输入端。18.扰动——指引起被调量变化的各种因素。19.调节品质指标——是指衡量调节系统在动态和静态时工作质量的一些标准。20.衰减率——是指被调量两相邻周期幅值衰减的百分数。21.稳态——也称静态，是指在自动调节系统中，被调量不随时间变化的平衡状态。22.稳态偏差——调节过程结束后，被调量与给定值的长期偏差。23.动态——指在自动调节系统中，被调量随时间变化的不平衡状态。24.动态偏差——指整个调节过程中，被调量偏离给定值的最大短期偏差。25.传递函数——是指加到框图上的输入信号与输出信号的一种运算关系，称该环节的动态特性（即环节输出信号的拉氏变换与输入信号的拉氏变换之比）。26.无差调节系统——指达到稳态的被调量在各种负荷下都保持为初始给定值（无偏差)而与外来作用无关的调节系统。27.超调量——在动态过程中，被调量偏离给定值的最大值。28.时间常数——表示扰动后被调量完成其变化过程所需的时间。29.比例环节——在阶跃扰动下，输出立即成比例地反映一个阶跃，这种环节称为比例环节。30.积分环节——积分环节的输出量是由输入量随时间的积累而得到的，具有这种动态特性的环节称为积分环节。31.惯性环节——在阶跃扰动下，其输出量随时间按指数规律变化的环节。32.阶跃输入——在环节或系统的输入端突然加入一个突变信号，此后保持不变即为阶跃输入。33.阶跃响应曲线——对阶跃输入信号的反应过程曲线称为阶跃响应曲线。34.调节器的参数整定——通过改变整定参数的大小，使调节器与被控对象更好配合的过程，叫做调节器的参数整定。35.闭环调节系统——即反馈调节系统，其被调量的变化信号反馈到调节设备的输入端称为调节设备产生调节作用的依据。36.开环调节系统——是指系统的输出量对系统的调节作用没有影响的系统。37.定值调节系统——调节系统的给定值在系统工作过程中保持恒定，从而使被调量保持恒定或基本恒定的调节系统叫定值调节系统。38.线性调节系统——是指动态特性可以用线性微分方程来描述的调节系统。39.单回路调节系统——是指只有一个被调量反馈到调节器输入端而形成的一个闭合回路的调节系统。40.多参数调节系统——是指调节系统中多个被调量和多个调节器组成的调节系统。41.前馈调节系统——是指根据扰动进行调节而不测量被调量的自动调节系统。42.程序调节系统——程序调节系统的给定值随时间而变化，而且是时间的已知函数，这种调节系统要保证被调量按事先确定的变化规律而变化。43.功频电液调节——指调节系统有两个冲量，即转速和功率；电液调节是指调节系统由电气元件和液压机构执行组成，利用电气和液压元件组成的功频调节系统，称功频电液调节系统。44.稳定调节过程——如果自动调节系统受到一次扰动后，经过调节能达到新的平衡状态，这叫稳定调节系统。45.不稳定调节系统——自动调节系统在动态中，被调量的变化量发散或等幅振荡不能达到平衡状态，叫不稳定的调节过程。46.有自平衡能力的对象——在干扰作用下破坏了对象的平衡后，对象能自动地恢复平衡或进入新的平衡状态的对象，就是有自平衡能力的对象。47.无自平衡能力的对象——在阶跃扰动作用下，其输出将无止境地变化而不能进入新的稳定状态的对象，就是无自平衡能力的对象。第二讲除氧器控制系统一、除氧器的主要用途用汽轮机的抽汽加热给水使其达到该压力下的饱和温度，并除去溶于水中的氧（以及其它气体）。除氧器还作为汽轮机回热加热系统中的一级混合式加热器，同时担负汇集各种疏水、锅炉补充水的任务。除氧器水箱须保证锅炉所需给水的储备量。鉴于除氧器的上述作用，其水箱水位和除氧器压力应进行控制。二．除氧器的除氧原理锅炉给水中若含氧量较大，就会使管道及锅炉受热面遭到深度针孔腐蚀，给水含有其它气体也会妨碍热交换而降低传热效果，因此要对锅炉给水进行除氧及去除其它气体。由亨利定理知，在一定压力下，水的温度越高气体的溶解度越小；反之，水的温度越低则气体的溶解度越高。此外，某种气体的溶解度还与水面该气体的分压力有关，因此，当锅炉给水被加热到沸点时，水面上的蒸汽压力就接近全压力，而其它气体的分压力则接近零。这样，溶解于水中的气体（包括氧气）就被分解出来并及时地随部分蒸汽排走，除氧器正是根据这一原理来工作的。三、除氧器压力控制要使除氧器除氧效果好，就应该将水加热到沸点温度。由于温度测量存在较大的延迟，而饱和压力和饱和温度间有一一对应关系，所以一般采用控制除氧器蒸汽空间的压力来达到控制给水加热至饱和温度的目的。当除氧器压力超过原先的饱和压力时，开始由于除氧器水箱的热容量大，水的温度不会上升，从而使水进入未饱和状态，水中的含氧量相应地增加；随后由于除氧器排汽口阀门开度是根据额定压力调整试验确定的，运行中不再调整，在压力长时间高于额定压力时，排汽量必然很大，这就造成额外的汽水损失和热损失。如果除氧器压力偏低，说明加热蒸汽不足，故给水达不到饱和温度而具有较高的含氧量。除氧器压力对象可作为一阶惯性环节来处理，在除氧器加热蒸汽阀开度作阶跃变化时，由于连接管路很短，所以除氧器内部压力立即随之变化，只是除氧器体积较大，其压力变化过程将是缓慢的。左图是单台除氧器独立运行的压力控制系统原理方框图压力信号p与其给定值R比较后，差值E经比例积分调节器运算，其结果作为控制信号通过执行机构改变进入除氧器的蒸汽量，以维持压力满足除氧器运行要求。除氧器采用滑压运行方式，可减小定压运行时抽汽压力的节流损失，尤其是在机组低负荷运行时，采用定压运行方式就要切换至高一级压力的抽汽，从而导致更大的节流损失。滑压运行方式：就是将除氧器加热蒸汽阀开足，除氧器压力接近抽汽压力（只差管路压力损失），这样除氧器压力就随汽轮机负荷变化而变化。采用滑压运行方式要解决以下两个问题：(1)在汽机升负荷过程中，除氧器内水温不能及时随压力升高而升高，就会造成给水含氧量增加；(2)在机组甩负荷时，压力降的较快而有可能造成给水泵入口汽化。因此，设计滑压运行的除氧器系统时，应考虑机组甩负荷时能切换到定压运行，而且机组启动时，除氧器有减温减压器供汽，以保证除氧效果。四、除氧器水位控制1、控制任务除氧器的水箱是为保证锅炉有一定的给水储备而设置的，其容量一般应不小于锅炉额定负荷下连续运行15~20min所需的给水量。除氧器水位过低，储水量不足有可能危及锅炉的安全运行，此外还有可能造成给水泵入口汽化。除氧器水位过高，则妨碍除氧器除氧。因此，除氧器水位应维持在允许范围内。由于热力循环中不断有工质损失，因此要向热力系统不断补充水。补充水来自化学水处理装置。补充水可直接进入除氧器，也可送凝汽器进行真空除氧后再送除氧器。2、除氧器水位特性除氧器水箱的容积较大，在补充水调节阀开度作阶跃变化时，水箱水位不会立即变化，而表现一定的延迟。对于化学水送凝汽器的热力系统，其水位变化的延迟就更大。此外，由于水箱容积大而进水管细，因此水位上升或下降的速度就较小（对象的飞升速度小）。在负荷一定时，除氧器水位对象的动态特性近似为有延迟的一阶积分环节。3、除氧器水位控制方案1.对于补充水直接进除氧器的热力系统，除氧器水位H为被调量，采用单回路控制系统，控制补充水调节阀开度，维持水位在允许范围内。2.对于补充水进凝汽器后再入除氧器的热力系统:(1)若凝汽器为低水位运行，可采用左图所示的三冲量控制系统。化学水进入凝汽器，凝结水流量中实际包括了补充水，而锅炉给水流量和凝结水流量的差值，反映了热力循环中的汽水损失，因此可组成除氧器水位H、凝结水量WL、给水量WG三冲量控制系统。(2)若凝汽器为高水位运行，可除氧器水位应与凝汽器水位控制一起考虑。例如,如凝汽器为高水位运行,所以控制方案是:采用改变凝结水流量来控制除氧器水位,采用改变化学补充水量来控制凝汽器水位。1)单级三冲量控制系统给水量WG除氧器水位H凝结水量WL2)串级三冲量控制系统三三、、除除氧氧器器水水位位控控制制系系统统除氧器压力除氧器压力气动调节阀凝凝结结水水量量WWLL给给水水量量WWGGLL除除氧氧器器水水位位HH副副调调节节器器的的作作用用主主要要是是通通过过内内回回路路进进行行给给水水流流量量WW和和凝凝结结水水流流量量的的比比值值调调节节，，并并快快速速消消除除来来自自给给水水侧侧的的扰扰动动。。凝汽器热井水位凝汽器水位气动调节阀除氧器水位气动调节阀除氧器水位